1 지정과 기초
1) 지정(地定)
① 정의
- 건축물과 같은 구조체를 지지하기 위한 기초/슬래브의 저면보다 아래부분을 지칭.
- 동시에 해당부위를 조성하기 위한 공사를 의미.
- 구조물을 세우기 위하여 연약한 지반을 개량하거나 보강하는 건축공법.
② 지정의 분류
- 보통지정 : 잡석지정, 자갈지정, 모래지정, 긴주춧돌지정등
- 깊은지정
* 말뚝지정 : 나무말뚝, 강재말뚝, 제자리 콘크리트말뚝, 기성콘크리트말뚝
* 특수공법지정 : 오픈케이스공법, 뉴메틱케이슨공법, 심초기초말뚝, 진관식기초말뚝
- 지반개량공법 : 웰포인트 (공법), 샌드드레인, 그라우드, 바이브로 콤포우저, 바이브로플로우테이션
2) 기초(基礎)
① 기초 : 건물지 지반을 견고하게 다지는 일
② 기초의 종류
- 얕은기초
* 푸팅기초
* 매트기초
* 주의사항 : 하천의 흐름, 지하수위의 변화, 인접구조물 영향, 동해현상을 고려해야함.
- 깊은기초
* 말뚝기초
* 케이슨기초
※ 지정과 유사한 용어로 기초이며 둘 다 집 지을 땅을 견고하게 하는 건축공법이라는 것은 차이가 없으나, 개념적으로 기초는 건물 단위이고 지정은 여러 건물이 들어서는 전체 터 단위라는 것에서 차이가 있다. 다만 둘의 의미가 모호한 경우가 있을 수 있어서 혼용하여도 크게 무리가 없을때가 있다.
※ 기초하기 전에 건물 지을 터를 만들기위해 성토하여 대지를 조성하고 견고하게 다지는 일련의 일을 지정(地定)이라고 할 수 있다.
2 기초
1) 기초의 조건
① 하중지지
- 침하가 허용치를 넘지 않을 것
- 안전하게 하중을 지지할 것
② 깊이 : 근입깊이 이상을 가질젓
③ 경제성
2) 말뚝기초
① 기능에 따른 분류
- 선단지지말뚝(end bearing pile)
* 축하중의 대부분을 말뚝 선단을 통해 지지층(SPT 사질토 N값 50이상, 점도질 30이상)에 전달하는 말뚝.
* 선단지지말뚝은 대체로 장기하중에 대해서 잔류 침하량이 크지 않아서 침하에 까다로운 구조물기초에 적당
- 하부지지말뚝(bearing pile)
* 하부에 존재하는 견고한 지반에 어느정도 관입시켜 지지하는것
* 관입부분의 마찰력과 선단지지력에 의존하는 말뚝
- 마찰말뚝(friction pile)
* 말뚝의 주변 마찰력에 의해 지지하는 말뚝
- 다짐말뚝(compation pile)
* 말뚝을 지반에 타입하여 지반의 간극을 말뚝의 부피만큼 감소시켜서 지반이 다져지는효과를 이용하는 말뚝
- 인장말뚝(tensile pile)
* 인발력에 저항하도록 계획된 말뚝, 마찰말뚝과 유사하나 힘의 방향이 다름
② 말뚝 재료와 제작형상에의한 분류
- 나무말뚝
- 기성 콘크리트 말뚝
- 강말뚝 : H형강말뚝, 강관말뚝
③ 피어기초(현장타설 콘크리트 말뚝기초)
- 피어기초는 구조물의 하중을 굳은 지반까지 전달하기 위해 수직공을 굴착하여 그 속에 콘크리트를 타설하여 만든 주상의 기초
- 종류
* Franky
* Pedestal
* Raymond
* Compresol pile
* Simplex
- 특징
* 지지력이 말뚝보다 크기에 소요개수가 적다
* 수평하중이나 휨모멘트를 받을 수 있다.
* 말뚝항타시 소음, 진동, 지반융기, 인접말뚝변형이 발생하지 않는다.
- All casing 공법
* Hammer Grab로 선굴착하고 대구경 Casing으로 Ocilator로 회전시켜 관입한 다음 내부의 굴착토를 제거하여 내부에 콘크리트를 타설하는 공법
* 베노토공법, 돗바늘공법 이라고 불림
* 공벽붕괴의 우려가 없음, 암반을 제외한 전토질 가능, 저소음/저진동
* 케이싱 인발시 철근망의 손상가능
- 어스드릴 공법
* 절삭날을 갖는 굴착버킷을 부착한 오거를 흙속에 관입회전시켜 굴착
* 경질 점토지반에 적합
- RCD 공법(Reverse Circulation Drilling Method)
* 대부분의 토질에 적합, 정수압으로 공볍을 유지함
* 현장지반에 적합한 비트를 회전시켜 지반을 굴착하고 굴착된 토사는 굴착파이프를 통해 물과함께 배출
* 슬러리탱크에서 토사를 침전시키고 물만다시 구멍속으로 되돌리는 순환방식
* 굴착로드와 공벽사이로 물을 보내고 굴착로드내부를 통새 토사섞인 물을 배출하므로 다른 공법과는 반대
3) 케이슨기초
① 케이슨의 정의
- 케이슨 기초는 연약한 지반을 관통하여 설치된 케이슨을 통해 주로 무거운 상부 구조물로부터 전달되는 큰하중을 그 아래의 큰 지지력을 갖는 층까지 전달하는 공법
- 건조물의 기초부분을 만들기 위한 공법으로 잠함공법이라고 함
- 기초가 될 케이슨을 만들고 그속에 토사를 굴착하면서 케이슨을 가라앉혀 기초를 만듦
- 건물교량에서는 오픈케이슨과 뉴메틱케이슨공법으로 나뉨
② 오픈케이슨
- 상하부가 열려있는 콘크리트통을 사전에 구축하여 구체 저면의 흙을 내부에서 굴착/배출하면서 케이슨을 침하시킴. 구축과 침하를 반복하여 목표깊이까지 도달하는 공법
- 장점 : 시공깊이의 제한이 없고 기계설비가 간단, 공사비가 뉴메틱케이슨에 비해 저렴
- 단점 : 굴착위치가 부정확하게 되면 치우침가능 주변지반의 히빙과 보일링 현상이 발생하기 쉬움
③ 뉴메틱케이슨
- 대형구조물의 기초공사를 위한 공법
- 육상의 케이슨을 해상에 설치한 후 천장을 막고 아래에 작업공간을 설치하되 공기를 보내여 지하 수압에 대응. 작업원이 들어가 토사를 굴착, 배토하는 공법
- 장점 : 지지기반을 확인할 수 있어서 신뢰성 높음, 어떠한 지반상태도 굴착가능
- 단점 : 전력 기계설비사용하므로 공사비 과도, 고압상태에서 작업하므로 위험하며 숙련된 작업자 필요
※ PIP말뚝
- Auger로 딸을 굴착하면서 Auger 선단부터 모르타르를 주입하면서 모르타르 말뚝을 형성한 후 H형강등을 말뚝에 삽입하여 말뚝을 형성시키는 공법
※ CIP말뚝
- Auger로 굴착후 철근망을 삽입한 다음 굵은 골재를 채운다음 주입관을 통해 모르타르를 주입하여 콘크리트 말뚝을 형성하는 공법
※ 소일 콘크리트 말뚝공법
- 토벽류 공법중 지반을 천공한 후 그 구멍속에 H형강을 삽입하고 현장에서 파낸 흙과 시멘트를 섞어 주입하여 토류벽을 형성하는 공법
※ 슬러리웰
- 지하연속벽으로서 강성의 흙막이 벽체
- 외력에 의한 변형 저항성이 강하나 공사비가 비싸다